Podgrzewanie ciepłej wody za pomocą paneli fotowoltaicznych
Fotowoltaiczne podgrzewanie wody to nowy sposób wykorzystania energii słonecznej, który jest konkurencyjny dzięki nowym technologiom i spadającym cenom paneli fotowoltaicznych. Dobrze zaprojektowany system fotowoltaiczny i wysokiej jakości sprzęt przyniosą oszczędności związane z ogrzewaniem wody w ciągu roku. Jest to system bezobsługowy z łatwą instalacją, który jest niezawodny i wydajny.
Zasada działania
Obecny trend jest wyraźny i nieubłagany. Korzyści płynące z fotowoltaicznego podgrzewania wody wygrywają ze standardowymi systemami solarnymi z konwencjonalnymi kolektorami termicznymi. Fotowoltaiczne podgrzewanie wody jest stosunkowo prostą kwestią techniczną. Energia z paneli fotowoltaicznych jest doprowadzana dwoma cienkimi gumowymi przewodami do jednostki sterującej umieszczonej w pobliżu bojlera. Jednostka sterująca bezpośrednio zasila wężownicę elektryczną w bojlerze. W ten sposób woda jest ogrzewana z systemu fotowoltaicznego, a nie z sieci.
W porównaniu do systemów fototermicznych, instalacja okablowania jest znacznie prostsza i de facto zerowe koszty operacyjne i serwisowe; ponadto, w przypadku nadwyżki energii, system nie stagnuje, ale powstałą nadwyżkę można wykorzystać poprzez wyjście prądu stałego. Obecnie system PV jest tańszy (niż tradycyjne ogrzewanie wody za pomocą fototermii), w tym instalacja.
Wymogiem efektywnego działania systemu PV jest zapewnienie optymalnego punktu pracy - tj. ciągłej pracy generatora PV w punkcie maksymalnej mocy wyjściowej. W przypadku elektrowni fotowoltaicznych funkcję tę przejmuje falownik; w przypadku systemu ogrzewania wodnego funkcja ta musi być zapewniona za pomocą sterownika.
Może to albo kontrolować wielkość obciążenia (np. przełączanie kranów wężownicy grzewczej w kilku etapach), albo, najlepiej, stale regulować moc obciążenia za pomocą sterowania elektronicznego. Okazuje się, że system bez tej regulacji jest w stanie dostarczyć maksymalnie około 77% energii (w praktyce 60% - 70%), przy czym największe dodatkowe straty występują w dni, gdy natężenie promieniowania słonecznego jest niskie, a zatem energia jest najbardziej potrzebna.
Panele fotowoltaiczne działają nawet przy zmniejszonym nasłonecznieniu, więc produkują energię nawet zimą, gdy fototermia ma trudności. Jednocześnie latem możliwe jest zagospodarowanie większych nadwyżek poprzez odpowiednie zwymiarowanie systemu lub wykorzystanie energii np. do zasilania klimatyzacji.
Główne zalety fotowoltaicznego ogrzewania wody:
- podłączenie paneli fotowoltaicznych bezpośrednio do kotła, bez konieczności stosowania inwertera!
- łatwa instalacja bez konieczności uzyskania zgody firmy dystrybucyjnej (jest to system wyspowy)
- prosta obsługa
- znaczne oszczędności kosztów energii elektrycznej lub gazu
- niskie straty ciepła systemu
- łatwa i prosta regulacja
- możliwość wykorzystania istniejącego kotła
- nie są potrzebne żadne płyny eksploatacyjne, brak pompy obiegowej lub izolacji rur
- brak przegrzania systemu, nawet w lecie
- brak konieczności stosowania płynu niezamarzającego i brak ryzyka zamarznięcia w zimie.